CURVAS CARACTERÍSTICAS DE DIODOS EMISSORES DE LUZ: PROPOSTA EXPERIMENTAL A SER UTILIZADA NO ENSINO DE FÍSICA

O objetivo desse trabalho é propor um experimento a ser utilizado no ensino de Física, tanto na educação básica quanto superior, baseado nas curvas características de diodos emissores de luz (LEDs). Essas curvas são obtidas pela tensão aplicada em seus terminais e a relativa corrente gerada. O racional do experimento baseia-se na observação da curva de tensão aplicada ao componente e sua relação direta entre o limiar de tensão e o aumento da corrente. Quando o limiar de tensão é atingido, a corrente direta aumenta rapidamente de valor, aumentando assim a intensidade luminosa do componente. Para isso, propomos um experimento de baixo custo baseado em medidas de corrente a partir da tensão aplicada por uma fonte de tensão ajustável para se determinar a curva característica de cinco diodos emissores de luz constituídos por materiais semicondutores distintos, emitindo luz em diferentes comprimentos de onda. O diodo emissor de luz, ou LED, é um dispositivo semicondutor formado por uma junção p-n que quando diretamente polarizada emite luz, sendo essa emissão de luz produzida pelas interações energéticas dos elétrons. Esse processo, quando se aplica uma fonte elétrica de energia, é chamado eletroluminescência, e ocorre quando há a passagem de um elétron da banda de condução do material para a banda de valência. Quando ocorre a transição de um elétron de uma banda de maior energia para uma de menor energia, há a emissão dessa energia na forma de um fóton (partícula de luz). Os resultados demonstraram as diferenças das tensões de condução de cada LED, caracterizadas pelo início da emissão de fótons. Dessa forma, o experimento se mostrou eficiente ao objetivo proposto de utilizá-lo no ensino de Física, sendo possível notar a diferença entre os materiais de que são constituídos esses componentes e que tais características intrínsecas determinam a frequência da radiação eletromagnética emitida.